螺桿樁機結構及施工技術分析

牛宏偉

摘 要：螺桿樁作為一種具有獨特性的變截面樁，其不僅具有十分廣泛的適用范圍，而且具有較好的環保性，樁身具有較高的承載力，質量十分可靠，而且成樁速度較快，在施工過程中無噪音和污染，且具有較好的經濟性，因此自螺桿樁投入使用以來，受到巖土工程行業的廣泛青睞。文中從螺桿樁機結構和特征入手，分析了螺桿樁機螺桿鉆具工作原理，并對螺桿樁施工工藝和質量控制進行了具體的闡述。

關鍵詞：螺桿樁機；螺桿樁；施工工藝；質量控制

中圖分類號：TU473 文獻標志碼：A

0 前言

螺桿樁屬于組合式樁，其上部為圓柱型，下部為螺絲型，作為一種具有較高性能、短周期及低造價的新型樁，相較于其他樁，螺桿樁在實用性、經濟性和環保性方面具有較強的優勢。而且在一些軟弱或是塌陷區回填的施工項目中，更能充分的體現出螺桿的效應，有效的增加了樁土接觸面，提高了基樁的承載能力，具有非常好的效果和較高的經濟適用價值。

1 螺桿樁機的分析

1.1 螺桿樁機的結構

螺桿樁機結構簡單，采用三點支撐方式，主體結構大致包括：頂部滑輪組，動力頭，斜撐與調整機構，螺桿鉆具部分，樁機主機的平臺5個部分。

1.2 螺桿樁機的特征

螺桿樁機移動形式采用的是履帶，移動更具靈活性，就位也更為便捷，相較于步履式移動形式，履帶式移動無論是效果還是作用更為顯著。運用集中控制的電氣液壓系統，更易于操作，有效的降低了操作人員的勞動強度。同時以剛性整體臺車結構作為樁機的履帶行走系統，采用三支點結構作為上部作業機構，螺桿樁機能夠快速就位、移位，而且穩定性和安全性都十分顯著，具有較高的施工效率。能夠在多種工作裝置中應用，應用范圍較廣。

2 螺桿樁機螺桿鉆具工作原理的分析

在實際應用螺桿樁時，需要先將螺桿樁機就位，成孔要達到相應的垂直度，然后才能進行鉆孔作業。利用鉆頭破開土層，鉆頭上的螺旋葉片對土體進行擠壓與反出，同時部分葉片還能夠進一步對周圍土體進行擠壓加密。在具體鉆進時，鉆桿下鉆速度要保持均勻性，即當螺桿鉆具旋轉一圈時，則要下降一個螺距，以此來保證土體形成均勻的螺紋。鉆到設計深度時，則要停止旋轉。同時，利用高壓泵來將混凝土輸入到螺桿鉆具中間的泥漿管中，將其壓到鉆頭位置處，螺桿鉆具采用反方向旋轉提升，這個過程中旋轉速度與提升速度要達到較好的匹配度，控制好提升速度的均勻性，在鉆具旋轉提升過程中將混凝土填充到所產生的螺紋空間內，當鉆桿與螺紋部分頂面的設計高度齊平時，螺桿鉆具會直接提升圓柱的空間，將高壓混凝土澆灌直至設計高度，以此來形成一個螺紋形樁。最后則要將其壓入鋼筋籠，在混凝土完全凝固后，螺桿樁得以形成，并具有較高的強度。相較于預制樁，螺桿樁施工是沒有噪音和振動產生的，不會對樁帶來不良影響，而且在螺桿樁施工過程中還不存在棄土和泥漿污染等問題，具有較好的環保性。

3 螺桿樁施工工藝

由于螺桿樁是利用鉆機和鉆具旋轉來對土體進行擠壓成孔，并利用管內泵將細石與混凝土壓入孔內成樁。其采用的是變截面的構造形狀，與附加應力的分布規律十分符合，同時也能夠滿足應力分擔比和剛度變化的要求，在土體與樁之間起到了有效的調節作用。可以說螺桿樁對樁側土體的應力分擔比和應力擴散度的提高起到了極為重要的意義，而且樁端荷載大幅度減少，確保了樁身與土體受力的協調性和一致性。

3.1 樁機就位

樁機就位時以測量放線位置為依據，控制好樁位的偏差，確保其在允許范圍內，從中間開始進行樁施工，然后再向四周擴展，在具體施工過程中，可以根據樁的規格，先對長樁進行施工，然后再進行短樁施工。施工時宜采用間隔跳打的施工方式，有效的防范樁孔間出現竄漿問題。待樁機就位后，需要對其進行調平和穩固處理，有效的保證成孔的垂直度。

3.2 鉆孔深度

對于鉆孔深度，宜以地面標高和設計標底標高為依據來計算，在鉆進過程中，可以采用監控測量，防止出現超鉆的問題發生。同時鉆進時還要對鉆孔速度進行嚴格控制，以此來保證成樁時螺紋段與圓柱段都能夠與標準要求相符。待鉆至設計孔深時要停止鉆進，并準備好灌注用混凝土。連接管道混凝土罐車與鉆機灌注孔，通過提升鉆頭將混凝土注入孔內，保證孔內混凝土具有較好的密實度，并對混凝土泵送速度進行控制，避免破壞到混凝土泵機或是孔壁。

3.3 停泵

對于泵送混凝土灌注過程中，待鉆機鉆頭提升到樁體柱頭位置處時，則泵送混凝土要停止，同時準備提升鉆頭，以緩慢速度提出鉆頭，避免對孔壁造成破壞。在實際施工時，還要按照設計樁位間隔進行施工，以免孔位之間相隔過近施工時帶來的擾動而影響到混凝土的初凝強度。

3.4 混合料的攪拌和運輸

混合料攪拌采用砼集中拌和，各種原材料按施工單位抽樣數量的20%進行檢驗或10%進行平行試驗。按照配合比進行配料，將每盤料的攪拌時間控制在120s左右，并將混合料的塌落度控制在180mm～220mm 。

4 螺桿樁施工的質量控制

4.1根據工藝試驗時已經確定的各項參數來指導現場施工，在施工時要對螺桿樁施工工藝變化進行隨時檢查，并關注機械設備的性能。通過提取鉆渣樣品，并與設計圖紙的地質情況進行比對，一旦發現不相符情況時，則要立即停止施工，并進行匯報，從而采取有效的應對措施。試樁要嚴格按照設計要求和規范要求進行。

4.2在螺桿樁施工過程中，需要以設計圖紙上對于樁位布置、樁體數量和樁間距的要求作為重要依據，這些數據不允許隨意進行調整，同時還要針對設計要求來確定螺桿樁樁體的長度、樁頭頂標高和樁徑，確保其能夠與相關的驗標要求相符。

4.3在進行螺桿樁樁體的施工時，需要進行混凝土試件的制作，并對后期強度進行具體檢測。并針對具體的要求來對試件數量進行確定，待其達到齡期時，則對單樁和復合地基承載力進行實際試驗，確保試驗結果要與設計要求和相關規范要求相符。

4.4在對混凝土拌和過程中，需要利用強制式拌和機，并針對工藝試驗參數來適時調整樁體施工配合比，以此來保證粉料摻和量和出機塌落度能夠與設計要求和驗標要求相符。

4.5小心謹慎對待樁頭周圍土的清除工作，避免對樁身和土體帶來擾動，從而影響到樁體的質量。在實際施工時，鉆渣要及時清除，注意對環境的保護。

4.6在螺桿樁施工的整個過程中，需要由專職質檢人員進行監督和記錄，而且每一道工序施工結束后，都需要進行自檢，合格后才由現場監理工程師進行檢驗，完全符合標準要求后，再進入到下一道工序的施工，以此來有效的保證樁體的質量。

結語

相較于當前建筑基礎施工中應用較為廣泛的幾種樁型，螺桿樁在技術、環保和造價方面具有顯著的優勢，而且在當前一些塌陷區內采用螺桿樁施工工藝，能夠有效的解決工程的實際問題，在確保工程質量的同時，還能夠有效的降低工程造價，具有較好的經濟效益和社會效益。

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